Пожарная тактика (стр. 9 )

Преобладающее направление распространения фронта пожара формируется в зависимости от распределения горючих материалов или объектов на площади, а также от направления и скорости ветра, т. е. от параметров окружающей среды. Границы пожара формируются в процессе его развитии и зависят от перечисленных выше факторов.

Нераспространяющимися (локальными) называются пожары, у которых размеры остаются неизменными. Локальный пожар представляет собой частный случай распространяющегося, когда возгорание окружающих пожар объектов от лучистой теплоты исключено. В этих условиях действуют метеорологические па­раметры. Так, например, из достаточно мощного очага горения огонь может распространяться в результате переброса искр и головней в сторону негорящих объект  по направлению ветра. Такой механизм характерен для крупных пожаров лесоскладов, в сельской местности, на открытых складах различных материалов, в районах старой городской застройки с узкими улицами.

На крупных складах нефти и нефтепродуктов пожар одного или группы резервуаров относится к виду нераспространяющихся. Однако при определенных условиях пожары па нефтескладах перерастают в распространяющиеся. Распространение огня на соседние резервуары может происходить при выбросах горящих нефтепродуктов и деформациях металлических резервуаров.

Классификация пожаров по признаку распространения тесно связана со временем их развития. Массовый пожар может возникнуть на больших площадях складов твердых и жидких горючих материалов, в лесных массивах, сельских населенных пунктах и рабочих поселках, застроенных зданиями IV и V степени огнестойкости.

Массовый пожар - это совокупность сплошных и отдельных пожаров в зданиях или на открытых крупных складах различных горючих материалов. Под отдельным пожаром подразумевают пожар, возникший в каком-либо отдельном объекте. Под сплошным пожаром подразумевается одновременное интенсивное горение преобладающего числа объектов на данном участке. Сплошной пожар может быть распространяющимся и нераспространяющимся. Преобладающее направление, по которому огонь распространяется с наибольшей скоростью, называется фронтом сплошного пожара. При усилении ветра от умеренного до очень сильного (18 -20 м/с) скорость распространения фронта сплошного пожара увеличивается в два-три раза. Нераспространяющийся сплошной пожар возникает в результате образования общей зоны газификации горючих материалов и конструкций горящих зданий и сооружений. В безветренную погоду или при слабом ветре отдельные пожары сливаются в единый гигантский турбулентный факел пламени с мощной конвективной колонкой. Огневой шторм - особая форма нераспространяющегося сплошного пожара. Характерные его признаки: восходящий поток продуктов сгорания и нагретого воздуха; приток свежего воздуха со всех сторон со скоростью не менее 14 м/с по направлению к границам огневого шторма.

Пожары в ограждениях различают двух видов: открытые и закрытые. Каждый вид подразделяется на группы в зависимости от помещений и горючих материалов.

Открытые пожары развиваются при полностью или частично открытых проемах (ограниченная вентиляция). Они характеризуются высокой скоростью распространения горения с преобладающим направлением в сторону открытых, хотя бы и незначительно, проемов и переброса через них факела пламени. Вследствие этого создается угроза перехода огня в верхние этажи и на соседние здания (сооружения). При открытых пожарах скорость выгорания материалов зависит от их физико-химических свойств, распределения в объеме помещения и условий газообмена.

Открытые пожары обычно подразделяют на две группы. К первой группе относятся пожары в помещениях высотой до 6 м, в которых оконные проемы расположены па одном уровне и газообмен происходит в пределах высоты этих проемов через общий эквивалентный проем (жилые помещения, школы, больницы, админист­ративные и им подобные помещения). Ко второй группе относятся пожары в помещениях высотой более 6 м, в которых проемы в ограждениях располагаются на разных уровнях, а расстояния между центрами приточных и вытяжных проемов могут быть весьма значительными. В таких помещениях и частях здания наблюдаются большие перепады давления по высоте и, следовательно, высокие скорости движения газовых потоков, а также скорость выгорания пожарной нагрузки. К таким помещениям относятся машинные и технологические залы промышленных зданий, зрительные и сценические комплексы театров и т. д.

Закрытые пожары протекают при полностью закрытых проемах, когда газообмен осуществляется только вследствие инфильтрации воздуха и удаляющихся из зоны горения газов через неплотности в ограждениях, притворах дверей, оконных рам, при действующих системах естественной вытяжной вентиляции без организованного притока воздуха, а также в отсутствии систем вытяжной вентиляции. Экспериментально установлено, что при закрытых пожарах (в помещениях) скорость выгорания наиболее распространенных горючих материалов не зависит от их физико-химических свойств, распределения в объеме помещения и полностью лимитируется расходом воздуха, поступающего через щели и неплотности. Исключение составляют особо опасные горючие кислородсодержащие материалы (целлулоид, кинопленка на горючей основе, хлопок, порох и др.), а также некоторые синтетические полимерные материалы, содержащие легколетучие компоненты. Скорость выгорания таких веществ и материалов очень высока и может протекать либо без доступа кислорода, либо при ограниченном доступе. Закрытые пожары могут быть разделены на три группы: в помещениях с остекленными оконными проемами (помещениях жилых и общественных зданий); в помещениях с дверными проемами без остекления (склады, производственные помещения, гаражи и т. д.); в замкнутых объемах без оконных проемов (подвалах промышленных зданий, камерах холодильников, некоторых материальных складах, трюмах, элеваторах, бесфонарных зданиях промышленных предприятий).

В каждой группе пожарная нагрузка может быть сосредоточенной или рассредоточенной с различной высотой слоя и плотностью распределения материалов.

Другим общим признаком пожаров является вид горючих веществ и материалов, которые подразделяются на несколько классов (ГОСТ 27 331)

А - горение твердых веществ:

А1 - горение твердых веществ, сопровождаемое тлением (древесины, бумаги, угля, текстильных изделий);

А2 - горение твердых веществ, не сопровождаемых тлением (пластмассы);

В - горение жидких веществ;

В1 - горение жидких веществ, нерастворимых в воде (бензин, эфир), а также сжигаемых твердых веществ (парафин);

В2 - горение жидких веществ, растворимых в воде (спирты, метанол);

С - горение газообразных веществ (бытовой газ, водород);

Д - горение металлов;

Д1 - горение легких металлов, за исключением щелочных (алюминия, магния, и их сплавов);

Д2 - горение щелочных и других подобных металлов (калий, натрий);

Д3 - горение металлосодержащих соединений металлоорганических соединений, гидридов металлов).

2. Динамика развития пожаров в ограждениях

2.1. Взаимодействие пламени пожара с границами горящих помещений

Для неограниченного пламени пожара отсутствуют физические преграды, ограничивающие вертикальное движение или мешающие захвату воздушных масс на границе пламени (т. е. система является симметричной). Если источник пожара находится в окрестности стены или в углу, то ограничения свободного доступа воздуха будут иметь существенные последствия.  У факела, формируемого восходящими потоками, падение температуры по высоте будет происходить значительно медленнее, так как скорость перемешивания с холодным воздухом окружающей среды будет значительно меньше, чем в случае неограниченного пожара. В случае пожара около невозгораемой стены распространение пламени будет происходить в аналогичных условиях: пламя стремится распространиться на достаточно большую площадь, позволяющую захват воздуха, обеспечивающего сгорание паров. По-видимому, влияние этого явления на видимую высоту пламени не получило достаточной теоретической оценки. Однако воздействие этого явления на температуры, которые достигаются на потолке помещения, были довольно детально рассмотрены. Следует отметить, что если приток воздуха в диффузионное пламя не будет симметричным, то в таком случае пламя будет отклоняться к ограничивающей его распространение стене (стенам), что обусловлено однонаправленным воздушным потоком, устремленным в пламя (рис.2.1.).

Рис. 2. 1.Направление пламени в окрестности вертикальной преграды, образованном пересечением двух стен.

Благодаря этому происходит ускорение процесса распространения восходящего пламени на наклонные и вертикальные возгораемые поверхности, а также переброс пламени с горящих предметов на вертикальные поверхности.

Если распространение пламени пожара вверх ограничено потолком, то в таком случае горячие газы будут отклоняться, образуя горизонтальные припотолочные струи (Рис.2.2.). Характер этого процесса может служить объяснением механизма срабатывания пожарных извещателей, укрепленных на потолке, к которым пристеночными струями доставляются продукты сгорания.

         Установлено, что в любой точке на расстоянии (по радиусу) от оси пламени пожара температура по вертикали распреде­лялась таким образом, что максимум  приходился на близкую окрестность потолка при Y > 0,01 Н ( рис.2.2.).Ниже этого уровня температура быстро падает до температуры окружающей среды при Y>0,125 Н. Эти цифры справедливы лишь при горизонтальном перемещении газов и при условиях, если статический слой горячих газов не накапливается под потолком.

Рис. 2. 2. Пламя пожара и его взаимодействие с потолком

1-припотолочный слой; 2-пламя пожара; 3-штабель горючего.

Эти условия в первом приближении соблю­даются, если пожар возник на расстоянии 3 Н от ближайшей вертикаль­ной преграды. Однако, если ограничения распространению пламени про­исходят у самой стены или в углу, то для соблюдения этого условия протяженность свободного потолка по горизонтали от точки столкновения факела с потолком должна быть гораздо большей.